(57)【要約】【課題】三相ブラシレスモータを二相駆動する際に効率よく駆動電圧をモータの正常相に印加することのできるモータ制御装置及びこれを備える電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】信号出力部は正常相を二相駆動するに際し、ロータの回転に伴って各正常相に発生する誘起電圧と相似する正弦波の駆動電圧を誘起電圧に追従する態様で各正常相に対し印加すべく制御信号の生成態様を変更する制御信号変更処理を実行する。【選択図】図７
2013046461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ及び三相の界磁コイルを有するブラシレスモータの制御信号を生成して出力する信号出力部と、前記制御信号に基づいて前記界磁コイルに駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動回路に設けられた複数のスイッチング素子の何れかが短絡故障して前記ブラシレスモータの何れか一相に通電不良が発生したときに同相を異常相として特定する特定部とを備え、前記通電不良発生時に前記異常相以外の二相を正常相としてこれらを二相駆動するモータ制御装置において、
前記信号出力部は前記正常相を二相駆動するに際し、前記ロータの回転に伴って前記各正常相に発生する誘起電圧と相似する正弦波の駆動電圧を誘起電圧に追従する態様で前記各正常相に対し印加すべく前記制御信号の生成態様を変更する制御信号変更処理を実行する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記信号出力部は、前記制御信号変更処理として、前記ロータの回転角度及び回転速度に基づいて前記通電不良時に前記各正常相に発生する誘起電圧を算出し、この算出される誘起電圧の発生態様に基づき前記制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御信号変更処理は、前記通電不良時に前記各正常相に発生する誘起電圧と同周期の正弦波の駆動電圧を誘起電圧に追従する態様で前記各正常相に対し印加すべく前記制御信号の生成態様を変更するものである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制御信号変更処理は、前記通電不良時に前記各正常相に発生する誘起電圧よりも長い周期の正弦波の駆動電圧を誘起電圧に追従する態様で印加すべく前記制御信号の生成態様を変更するものである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路に設けられた複数のスイッチング素子の何れかが短絡故障した場合に、三相ブラシレスモータの二相駆動を行うモータ制御装置及びこれを備える電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者がステアリングホイールに加える操舵トルクに応じて電動モータを駆動することにより、車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が知られている。この電動パワーステアリング装置の電動モータとしては、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に駆動電力が供給される三相ブラシレスモータが多く採用されている。
【０００３】
上述したような電動モータを駆動源とする電動パワーステアリング装置では、システムに何らかの異常が生じた場合であっても、ステアリング機構に操舵補助力を付与し続けるために電動モータの駆動を継続して行うことが好ましい。
【０００４】
そのため、こうしたなんらかのシステムの異常、例えば駆動回路に設けられた何れかのスイッチング素子（ＦＥＴ等）が短絡故障した場合には、この短絡故障により生じる通電不良の有無をモータの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）について判定している。そして、通電不良が発生した相（異常相）が一相のみである場合には、異常相以外の二相（正常相）を通電相としてモータの駆動を継続して行う、いわゆる二相駆動式のモータ制御装置が採用された電動パワーステアリング装置が特許文献１に開示されている。
【０００５】
また、モータの各相に通電不良が発生していなくとも、三相ブラシレスモータの何れか二相のみに通電を行う二相駆動式のモータ制御装置が特許文献２に開示されている。このモータ制御装置は、モータの各正常相に矩形波の電圧を印加する、いわゆる矩形波駆動方式が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２６０２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１０１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したような通電不良が発生した場合に二相駆動式で三相ブラシレスモータの駆動を継続し操舵補助力を発生させるためには、正常相に生じている誘起電圧を超える大きさの駆動電圧をモータの正常相に印加する必要がある。
【０００８】
ここで、誘起電圧は基本的には正弦波であるため、上述したように矩形波で駆動電圧を印加すると正常相には過剰な電圧が印加されることになる。その結果、駆動回路に過剰な電流が流れることに起因して、モータの駆動効率の低下や、ひいては駆動回路の発熱を招くおそれがある。
【０００９】
この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、三相ブラシレスモータを二相駆動する際に、効率よく駆動電圧をモータの正常相に印加することのできるモータ制御装置及びこれを備える電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上述したように、通電不良発生時に異常相以外の二相を正常相として三相ブラシレスモータを二相駆動する際には、正常相に正弦波の駆動電圧を印加することが好ましい。
【００１１】
この発明では、信号出力部は正常相を二相駆動するに際し、ロータの回転に伴って各正常相に発生する誘起電圧と相似する正弦波の駆動電圧を誘起電圧に追従する態様で各正常相に対し印加すべく制御信号の生成態様を変更する制御信号変更処理を実行する。
【００１２】
そのため、正常相を二相駆動するに際し、矩形波の駆動電圧を正常相に印加する場合と比較して駆動電圧が必要以上に大きなものとなること、すなわち、駆動回路に過剰な電流が流れることを抑制することができる。換言すれば、モータの駆動効率の低下や、駆動回路の発熱を抑制することができる。なお、三相ブラシレスモータを駆動させるためには、当然ながら、正常相に発生している誘起電圧の正弦波よりも振幅が大きい正弦波の駆動電圧を正常相に対し印加する。また、上述した二相駆動は、駆動回路の短絡故障したスイッチング素子以外のスイッチング素子が全てオフとなっている状態においてロータが回転された場合に、２つの正常相のいずれにも負荷電流が流れないロータの回転角度範囲又は２つの正常相のいずれか一方にのみ負荷電流が流れるロータの回転角度範囲で実行される。
【００１３】
ここで、上述した通電不良時、すなわち二相駆動の際に正常相に発生する誘起電圧の波形は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれか一相が通電不良となった場合についてロータの回転角度及び回転速度に基づいてそれぞれ信号出力部に記憶されていてもよく、また、二相駆動の際に都度ロータの回転角度及び回転速度に基づいて算出してもよい。
【００１４】
さらに、上述した二相駆動の際には、三相とも通電不良が発生していない場合（正常時）と比較して各正常相に生じる誘起電圧の位相差が小さくなる傾向にある。そのため、正常相に印加する駆動電圧の正弦波の周期を二相駆動の際に正常相に発生している誘起電圧の正弦波の周期と一致させることにより、上述したモータの駆動効率の低下や、駆動回路の発熱を抑制する効果をより一層顕著なものとすることができる。
【００１５】
また、正常相に発生している誘起電圧の周期と同周期の駆動電圧を印加するだけでは、三相ブラシレスモータに対して十分に駆動電力が供給されないおそれがある。そのため、正常相に発生している誘起電圧の正弦波の周期よりも多少大きな正弦波の周期の駆動電圧を正常相に印加することにより、二相駆動を実行する場合でも十分に駆動電力を三相ブラシレスモータに供給することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、三相ブラシレスモータを二相駆動する際に、効率よく駆動電圧をモータの正常相に印加することのできるモータ制御装置及びこれを備える電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を具体化した一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置について、（ａ）はその全体構造を模式的に示す模式図、（ｂ）はモータの構造を示す模式図。
【図２】同電動パワーステアリング装置について、その制御系の構成を示すブロック図。
【図３】モータ制御装置の駆動回路の回路構成を示す回路図。
【図４】「異常相判定処理」の処理手順を示すフローチャート。
【図５】異常時に駆動回路に形成される閉回路を示す回路図。
【図６】（ａ）は何れのＦＥＴにも短絡故障が発生していない場合の各相に発生する誘起電圧の理論的な波形を示すグラフ、（ｂ）はＷ相の下段のＦＥＴが短絡故障した場合のＵ相及びＶ相に発生する誘起電圧の理論的な波形を示すグラフ。
【図７】「制御信号変更処理」の処理手順を示すフローチャート。
【図８】制御信号変更処理の実行後の駆動電圧の波形を示すグラフ。
【図９】本発明のその他の実施形態にかかる電動パワーステアリング装置について、制御信号変更処理の際の駆動電圧の波形を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１〜図８を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
まず、図１を参照して、電動パワーステアリング装置の全体構造について説明する。
電動パワーステアリング装置は、ステアリング１の回転を転舵輪２に伝達する操舵角伝達機構１０と、ステアリング１の操作を補助するための力（アシスト力）を操舵角伝達機構１０に付与するＥＰＳアクチュエータ２０と、ＥＰＳアクチュエータ２０を制御するためのモータ制御装置３０と、各装置の状態を検出する複数のセンサとによって構成されている。
【００１９】
操舵角伝達機構１０は、ステアリング１とともに回転するステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１の回転をラック軸１６に伝達するラックアンドピニオン機構１５と、タイロッド１７を操作するラック軸１６と、ナックル（図示略）を操作するタイロッド１７とを備えている。
【００２０】
ステアリングシャフト１１は、その一端にステアリング１が固定されるコラムシャフト１２と、ラックアンドピニオン機構１５を介してラック軸１６を軸方向に移動させるピニオンシャフト１４と、コラムシャフト１２とピニオンシャフト１４とを接続するインターミディエイトシャフト１３とを備えている。
【００２１】
ＥＰＳアクチュエータ２０は、ステアリングシャフト１１（コラムシャフト１２）にトルクを付与するモータ２１と、モータ２１の回転角を検出するための回転角センサ２２と、モータ２１の回転を減速する減速機構２３とによって構成されている。
【００２２】
モータ２１としては、図１（ｂ）に示すように、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の駆動電力の供給により回転するいわゆる三相ブラシレスモータが用いられている。モータ２１は、Ｕ相界磁コイル２１Ｕと、Ｖ相界磁コイル２１Ｖと、Ｗ相界磁コイル２１Ｗと、これら各界磁コイルにより形成される磁界により回転するロータ２１Ａとを備えている。モータ２１（ロータ２１Ａ）の回転は減速機構２３により減速されてステアリングシャフト１１に伝達される。このときにモータ２１からステアリングシャフト１１に付与されるトルクがアシスト力として作用する。
【００２３】
操舵角伝達機構１０は次のように動作する。すなわち、ステアリング１が操作されたとき、これにともないステアリングシャフト１１も回転する。ステアリングシャフト１１の回転は、ラックアンドピニオン機構１５によりラック軸１６の直線運動に変換される。ラック軸１６の直線運動は、同軸１６の両端に連結されたタイロッド１７を介してナックルに伝達される。そして、このナックルの動作にともない転舵輪２の舵角が変更される。
【００２４】
電動パワーステアリング装置には、複数のセンサとして、トルクセンサ５１及びステアリングセンサ５２及び車速センサ５３及び回転角センサ２２が設けられている。これらのセンサは、それぞれ次のように監視対象の状態の変化に応じた信号を出力する。
【００２５】
トルクセンサ５１は、ステアリング１の操作によりステアリングシャフト１１に付与されたトルクに応じた信号（出力信号ＳＡ）をモータ制御装置３０に出力する。ステアリングセンサ５２は、ステアリング１の操作にともない変化するステアリングシャフト１１の回転角に応じた信号（出力信号ＳＢ）をモータ制御装置３０に出力する。車速センサ５３は、車両の転舵輪の回転速度に応じた信号（出力信号ＳＣ）をモータ制御装置３０に出力する。回転角センサ２２は、モータ２１の回転角に応じた信号（出力信号ＳＤ）をモータ制御装置３０に出力する。
【００２６】
モータ制御装置３０は、各センサの出力に基づいて以下の各演算値を算出する。
・トルクセンサ５１の出力信号ＳＡに基づいて、ステアリング１の操作にともないステアリングシャフト１１に入力されたトルクの大きさに相当する演算値（操舵トルクτ）を算出する。
【００２７】
・ステアリングセンサ５２の出力信号ＳＢに基づいて、ステアリング１の操舵角に相当する演算値（操舵角θｓ）を算出する。
・車速センサ５３の出力信号ＳＣに基づいて、車両の走行速度に相当する演算値（車速Ｖ）を算出する。
【００２８】
・回転角センサ２２の出力信号ＳＤに基づいて、モータ２１の回転角度、すなわちロータ２１Ａの回転角度に相当する演算値（回転角度θｍ）を算出する。なお、ロータ２１Ａの回転角度θｍとは、モータ２１のステータ（図示略）に対するロータ２１Ａの回転角度である。これらの各演算値はモータ制御装置３０により行われる各種の制御に用いられる。
【００２９】
モータ制御装置３０は、車両の走行状態及びステアリング１の操作状態に応じてアシスト力を調整するためのパワーアシスト制御を行う。
このパワーアシスト制御は、トルクセンサ５１の出力信号ＳＡに基づいて算出された操舵トルクτと、車速センサ５３の出力信号ＳＣに基づいて算出された車速Ｖとに基づいて、アシスト力の目標値（目標アシスト力）を算出する。そして、この目標アシスト力に対応した駆動電力をモータ２１に供給する。具体的には、三相の各界磁コイルに駆動電圧を印加する。これにより、ＥＰＳアクチュエータ２０は目標アシスト力に対応したトルクをステアリングシャフト１１に付与する。
【００３０】
次に、図２を参照してモータ制御装置３０の詳細な構成について説明する。
モータ制御装置３０は、以下の各制御ブロックによって構成されている。
すなわち、モータ２１に駆動電力を供給する駆動回路３１と、モータ２１に供給する駆動電力の大きさを指示する信号（制御信号Ｓｍ）を生成する信号出力部３２とを備えている。
【００３１】
また、操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、目標アシスト力に相当するトルクをＥＰＳアクチュエータ２０に生じさせるために必要となる電流値（電流指令値Ｉａ）、すなわち、モータ２１に供給する電流の目標値を算出する電流指令値演算部３３を備えている。
【００３２】
さらには、トルクセンサ５１からの出力信号ＳＡに基づいて操舵トルクτを算出する操舵トルク検出部３４と、車速センサ５３からの出力信号ＳＣに基づいて車速Ｖを算出する車速検出部３５と、回転角センサ２２からの出力信号ＳＤに基づいてロータ２１Ａの回転角度θｍを算出する回転角検出部３６とを備えている。
【００３３】
また、モータ２１の端子間電圧に応じた信号を出力する電圧センサを備え（図示略）、同センサの出力信号に基づいて各相の相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを算出する電圧検出部３７を備えている。同様に、モータ２１に供給される電流に応じた信号を出力する電流センサを備え（図示略）、同センサの出力信号に基づいて各相の相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを算出する電流検出部３８を備えている。
【００３４】
さらに、モータ２１の三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の何れかの相に通電不良が発生した場合に、この通電不良が発生した異常相を特定する「異常相特定処理」を実行する特定部４０を備えている。
【００３５】
電流指令値演算部３３は、次のように電流指令値Ｉａを算出する。
・トルクセンサ５１から入力された操舵トルクτが大きくなるにつれて電流指令値Ｉａとしてより大きな値を算出する。すなわち、操舵トルクτが大きくなるにつれて目標アシスト力を大きくする。
・車速Ｖが小さくなるにつれて電流指令値Ｉａとしてより大きな値を算出する。すなわち、車速Ｖが小さくなるにつれて目標アシスト力を大きくする。
【００３６】
信号出力部３２は、電流指令値Ｉａと、各相の相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗと、回転角センサ２２によって検出されるロータ２１Ａの回転角度θｍとに基づいて、モータ２１に発生するアシスト力が目標アシスト力と一致するように制御信号Ｓｍを生成し駆動回路３１に出力する。
【００３７】
駆動回路３１は、信号出力部３２から取り込まれた制御信号Ｓｍに基づいて、三相の駆動電圧をモータ２１に供給する。すなわち、目標アシスト力に相当するトルクをＥＰＳアクチュエータ２０に生じさせるための駆動電圧を各界磁コイルに印加する。
【００３８】
次に、図３を参照して駆動回路３１の詳細な構成について説明する。
駆動回路３１はいわゆる三相ブリッジインバータ回路であり、モータ２１のＵ相と対応するＵ相直列回路６０と、モータ２１のＶ相と対応するＶ相直列回路７０と、モータ２１のＷ相と対応するＷ相直列回路８０とを備えている。これら直列回路６０〜８０は直流電源９１と接地点９２との間に互いに並列に接続されている。
【００３９】
Ｕ相直列回路６０は、直流電源９１側に設けられる上段ＦＥＴ６１と、接地点９２側に設けられる下段ＦＥＴ６２と、これらＦＥＴ６１，６２に対応してそれぞれ設けられる上段ダイオード６３及び下段ダイオード６４とによって構成されている。これらダイオード６３，６４は接地点９２側から直流電源９１側の方向（順方向）に電流が流れるような向きにそれぞれ接続されている。
【００４０】
Ｖ相直列回路７０は、直流電源９１側に設けられる上段ＦＥＴ７１と、接地点９２側に設けられる下段ＦＥＴ７２と、これらＦＥＴ７１，７２に対応してそれぞれ設けられる上段ダイオード７３及び下段ダイオード７４とによって構成されている。これらダイオード７３，７４は順方向に電流が流れるような向きにそれぞれ接続されている。
【００４１】
Ｗ相直列回路８０は、直流電源９１側に設けられる上段ＦＥＴ８１と、接地点９２側に設けられる下段ＦＥＴ８２と、これらＦＥＴ８１，８２に対応してそれぞれ設けられる上段ダイオード８３及び下段ダイオード８４とによって構成されている。これらダイオード８３，８４は順方向に電流が流れるような向きにそれぞれ接続されている。
【００４２】
モータ２１のＵ相界磁コイル２１ＵはＵ相に対応した一対のＦＥＴ６１，６２との間の点に接続されている。同様に、Ｖ相界磁コイル２１ＶはＶ相に対応した一対のＦＥＴ７１，７２との間の点に接続され、Ｗ相界磁コイル２１ＷはＷ相に対応した一対のＦＥＴ８１，８２との間の点に接続されている。なお、以下において、これら６つのＦＥＴを特に区別しないときには単にＦＥＴと称する。
【００４３】
信号出力部３２は、正常時にこれら各ＦＥＴをＰＷＭ制御することにより、モータ２１を１８０°通電させる正弦波駆動を実行する。
具体的には、信号出力部３２は、入力される各相の相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの値と、ロータ２１Ａの回転角度θｍの値とに基づいて、アシスト力が目標アシスト力に近づくように制御量を算出し、この制御量をＰＷＭ変換して制御信号Ｓｍとして各ＦＥＴに出力する。
【００４４】
詳述すると、信号出力部３２には、ロータ２１Ａの回転角度θｍとモータ２１の各相の駆動電圧作成のための正弦波生成レベルとが対応付けられた正弦波テーブルが記憶されている。信号出力部３２は、この正弦波テーブルを参照してロータ２１Ａの回転角度θｍに対応する正弦波生成レベルを取得する。そして、ロータ２１Ａの回転角度θｍに基づいて、まずＵ相に対応する制御量、すなわちＵ相の駆動電圧を算出する。そして、Ｖ相の駆動電圧及びＷ相の駆動電圧については、Ｕ相の駆動電圧からそれぞれ位相を１２０°及び２４０°進めた制御量をそれぞれ算出する。
【００４５】
その一方、各ＦＥＴのうち、異常時には、その短絡故障したＦＥＴに対応する相は通電不良、すなわち異常相となる。そのため、この場合には信号出力部３２は正常相である残りの二相に対応するＦＥＴをＰＷＭ制御することによりモータ２１の二相駆動を実行する。なお、何れのＦＥＴが短絡故障し、どの相が異常相であるかについては、特定部４０が実行する上述した「異常相特定処理」に基づいて特定される。
【００４６】
ここで、図４を参照してこの異常相特定処理について説明する。
特定部４０は、モータ２１に動作不良が発生したことを検出した場合に、この異常相特定処理を実行する。なお、モータ２１に動作不良が発生したか否かについては、電圧検出部３７から特定部４０に入力される各相の相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗの波形を監視することにより行われる。
【００４７】
まず、ステップＳ１１０において、特定部４０は信号出力部３２にモータ停止指令信号を出力する。信号出力部３２は、このモータ停止指令信号を受信すると１８０°通電の正弦波駆動を中止して、駆動回路３１の全てのＦＥＴを一時的にオフにする。これにより、モータ２１の駆動が一時的に停止する。
【００４８】
次に、ステップＳ１２０において、モータ２１の各相の相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが第１条件を満たしているか否か、すなわち各相の相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが所定のグランドレベルの電圧Ｖｇ以下であるか否かについて判定する。この第１条件を満たしている場合には、ステップＳ１３０において、下段ＦＥＴ６２，７２，８２の何れかのＦＥＴが短絡故障している旨判定する。
【００４９】
その一方、第１条件を満たしていない場合には、ステップＳ１４０において、第２条件を満たしているか否か、すなわち各相の相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが所定の電源レベルＶｂ以上か否かについて判定する。この第２条件を満たしている場合には、ステップＳ１５０において、上段ＦＥＴ６１，７１，８１の何れかのＦＥＴが短絡故障している旨判定する。
【００５０】
ステップＳ１３０又はステップＳ１５０において、短絡故障が発生しているＦＥＴが上段ＦＥＴか下段ＦＥＴの何れかであることを特定すると、ステップＳ１６０において、具体的に何れのＦＥＴが短絡故障しているかを特定する。すなわち、ステアリング１の操舵にともなうモータ２１（ロータ２１Ａ）の回転により発生する各相の誘起電圧を監視し、それらの波形に基づいて、短絡故障が発生しているＦＥＴを特定する。なお、ステップＳ１４０において、第２条件も満たさない旨判定した場合には、各ＦＥＴの短絡故障以外の原因で通電不良が発生しているものと判定するとともに異常相特定処理を終了する。
【００５１】
次に、図５を参照して、異常時に駆動回路３１に流れる負荷電流について説明する。
図５に示すように、例えば、Ｗ相の下段ＦＥＴ８２が短絡故障した場合において、他のＦＥＴが全てオフとなっている状態で、運転者がステアリング１を操舵し、ロータ２１Ａが回転したとする。この場合に、モータ２１に誘起電圧が発生し、この誘起電圧によって駆動回路３１の第１の閉回路１００及び第２の閉回路１１０に負荷電流が流れることとなる。
【００５２】
第１の閉回路１００は、短絡故障したＷ相の下段ＦＥＴ８２と、Ｕ相の下段ダイオード６４と、Ｕ相界磁コイル２１Ｕと、Ｗ相界磁コイル２１Ｗとによって構成されている。
一方、第２の閉回路１１０は、短絡故障したＷ相の下段ＦＥＴ８４と、Ｖ相の下段ダイオード７４と、Ｖ相界磁コイル２１Ｖと、Ｗ相界磁コイル２１Ｗとによって構成されている。
【００５３】
以下において、Ｗ相の下段ＦＥＴ８２が短絡故障した場合に、これら第１の閉回路１００及び第２の閉回路１１０の両方に負荷電流が流れているロータ２１Ａの回転角度範囲を不可範囲とし、それ以外のロータ２１Ａの回転角度範囲を制御可能範囲とする。
【００５４】
次に、図６を参照してモータ２１の各相に発生する誘起電圧の波形について説明する。
図６（ａ）に示すように、正常時には各相に発生する正弦波の誘起電圧Ｖｕ´、Ｖｖ´、Ｖｗ´の位相差は１２０°となっている。
【００５５】
しかし、異常時、例えばＷ相の下段ＦＥＴ８２が短絡故障した場合には、図６（ｂ）に示すように、Ｖ相及びＵ相に発生する正弦波の誘起電圧Ｖｖ´、Ｖｕ´の位相差は正常時と比較して小さくなる。そのため、異常時には、このように正常相に発生する誘起電圧の位相差が変化することを考慮して、正常相に正弦波の駆動電圧を印加する必要が生じる。すなわち、制御信号Ｓｍの生成態様を変更する必要がある。
【００５６】
次に、図７を参照して、制御信号変更処理について説明する。
特定部４０は、上述した異常相特定処理の結果を信号出力部３２に出力する。信号出力部３２は、異常相特定処理の結果を受けて、以下の制御信号変更処理を実行する。
【００５７】
まず、ステップＳ２１０において、モータ２１の二相駆動が可能か否かについて判定する。すなわち、異常相特定処理の結果を受けて、通電不良が発生している相が一相か否かについて判定する。
【００５８】
ステップＳ２１０において、モータ２１の二相駆動が可能である旨判定した場合、ステップＳ２２０において、各正常相に発生している誘起電圧を特定する。例えば、短絡故障しているＦＥＴがＷ相の上段ＦＥＴ８１若しくはＷ相の下段ＦＥＴ８２である場合、正常相であるＵ相及びＶ相に発生している誘起電圧の正弦波を特定する。詳述すると、信号出力部３２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうち何れか１相が通電不良となったそれぞれの場合について、各正常相に発生する誘起電圧の正弦波をロータ２１Ａの回転角度θｍと対応付けて記憶した正弦波テーブルを有している。したがって、信号出力部３２は、これら正弦波テーブル及びロータ２１Ａの回転角度θｍに基づいて、各正常相に発生している誘起電圧の正弦波を特定する。そして、ロータ２１Ａの回転速度θｓに基づいて、特定した誘起電圧の振幅を決定する。
【００５９】
ステップＳ２３０において、特定された各誘起電圧に相似する正弦波の駆動電圧を制御可能範囲において各誘起電圧に追従する態様で各正常相に対し印加すべく制御信号Ｓｍの生成態様を変更する。
【００６０】
なお、ステップＳ２１０において、モータ２１の二相駆動が可能でない旨判定した場合、すなわち２個以上のＦＥＴが短絡故障している場合、ステップＳ２４０において、通電不良が発生している相が二相以上である旨判定し、この制御信号変更処理を終了する。
【００６１】
次に、図８を参照して上述した制御信号変更処理の結果、各正常相に印加される駆動電圧の波形について説明する。
図８に示すように、例えばＷ相の下段ＦＥＴ８２が短絡故障した場合には、Ｖ相に発生している誘起電圧Ｖｖ´及びＵ相に発生している誘起電圧Ｖｕ´と同周期の正弦波の駆動電圧Ｖｖｏ及び駆動電圧Ｖｕｏを正常相であるＶ相及びＵ相に印加する。なお、図中の不可範囲とは、上述したように第１の閉回路１００及び第２の閉回路１１０の両方に負荷電流が流れているロータ２１Ａの回転角度範囲である。詳述すると、異常時にＷ相の誘起電圧Ｖｗ´よりもＶ相の誘起電圧Ｖｖ´及び誘起電圧Ｖｕ´が低いロータ２１Ａの回転角度範囲である。換言すれば、この不可範囲を除いたロータ２１Ａの回転角度範囲がＷ相の下段ＦＥＴ８２が短絡故障した場合の制御可能範囲となる。
【００６２】
なお、Ｕ相又はＶ相に同様の通電不良が発生した場合でも、処理態様は基本的には同様である。また、不可範囲を決定するに際して考慮すべき負荷電流が流れる閉回路については次のようになる。すなわち、例えば、Ｕ相の下段ＦＥＴ６２が短絡故障した場合は、短絡故障したＵ相の下段ＦＥＴ６２と、Ｖ相の下段ダイオード７４と、Ｕ相界磁コイル２１Ｕと、Ｖ相界磁コイル２１Ｖとによって閉回路が形成される。さらに、短絡故障したＵ相の下段ＦＥＴ６２と、Ｗ相の下段ダイオード８４と、Ｕ相界磁コイル２１Ｕと、Ｗ相界磁コイル２１Ｗとによって閉回路が形成される。
【００６３】
また、Ｖ相の下段ＦＥＴ７２が短絡故障した場合には、短絡故障したＶ相の下段ＦＥＴ７２と、Ｕ相の下段ダイオード６４と、Ｕ相界磁コイル２１Ｕと、Ｖ相界磁コイル２１Ｖとによって閉回路が形成される。さらに、短絡故障したＶ相の下段ＦＥＴ７２と、Ｗ相の下段ダイオード８４と、Ｖ相界磁コイル２１Ｖと、Ｗ相界磁コイル２１Ｗとによって閉回路が形成される。
【００６４】
各相の上段のＦＥＴが短絡故障した場合にも基本的には同様である。
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１）モータ２１の正常相のみに通電を行う二相駆動を実行するに際しては、正常相に正弦波の駆動電圧を印加することが好ましいことは上述したとおりである。
【００６５】
本実施形態のモータ制御装置３０の信号出力部３２は、正常相を二相駆動するに際し、ロータ２１Ａの回転に伴って各正常相に発生する誘起電圧Ｖｕ´及び誘起電圧Ｖｖ´と相似する正弦波の各駆動電圧Ｖｕｏ，Ｖｖｏを各誘起電圧Ｖｕ´，Ｖｖ´に追従する態様で各正常相に対し印加すべく制御信号の生成態様を変更する制御信号変更処理を実行する。そのため、各正常相に印加する各駆動電圧Ｖｕｏ，Ｖｖｏが必要以上に大きくなることを抑制することができる。すなわち、駆動回路３１に過剰な電流が流れることを抑制することができ、モータ２１の駆動効率の低下や、駆動回路３１の発熱を抑制することができる。
【００６６】
（２）また、各正常相を二相駆動するに際しては、上述した図６（ｂ）に示すように、正常時と比較して正常相に生じる誘起電圧の位相差が小さくなる傾向にある。そのため、駆動電圧の周期を正常相に発生している誘起電圧の周期と一致させることにより、上述したモータ２１の駆動効率の低下や、駆動回路３１の発熱を抑制する効果をより一層顕著なものとすることができる。
（その他の実施形態）
なお、この発明の実施態様は上記実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００６７】
・印加する駆動電圧の周期を正常相に発生している誘起電圧の周期と一致させたが、図９に示すように、制御可能範囲において、正常相に発生している誘起電圧の周期よりも大きな周期の正弦波の駆動電圧を正常相に印加してもよい。これにより、二相駆動を実行する場合でも十分に駆動電圧を正常相に印加することができる。
【００６８】
・Ｕ相が異常相の場合には、Ｖ相及びＷ相の二相駆動を行うことができる。また、Ｖ相が異常相の場合には、Ｕ相及びＷ相の二相駆動を行うことができる。
・第１閉回路の１００及び第２の閉回路１１０の両方に負荷電流が流れているロータの回転角度範囲を不可範囲としたが、第１の閉回路１００又は第２の閉回路１１０の少なくとも一方に負荷電流が流れている範囲を不可範囲とすることができる。
【００６９】
・上記実施形態では、コラム型の電動パワーステアリング装置に本発明を適用したが、ピニオン型及びラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に対して本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１…ステアリング、２…転舵輪、１０…操舵角伝達機構、１１…ステアリングシャフト。１２…コラムシャフト、１３…インターミディエイトシャフト、１４…ピニオンシャフト、１５…ラックアンドピニオン機構、１６…ラック軸、１７…タイロッド、２０…ＥＰＳアクチュエータ、２１…モータ、２１Ａ…ロータ、２１Ｕ…Ｕ相界磁コイル、２１Ｖ…Ｖ相界磁コイル、２１Ｗ…Ｗ相界磁コイル、２２…回転角センサ、３０…モータ制御装置、３１…駆動回路、３２…信号出力部、３３…電流指令値演算部、３４…操舵トルク検出部、３５…車速検出部、３６…回転角検出部、３７…電圧検出部、３８…電流検出部、４０…特定部、５１…トルクセンサ、５２…ステアリングセンサ、５３…車速センサ、６０…Ｕ相直列回路、６１…上段ＦＥＴ、６２…下段ＦＥＴ、６３…上段ダイオード、６４…下段ダイオード、７０…Ｖ相直列回路、７１…上段ＦＥＴ、７２…下段ＦＥＴ、７３…上段ダイオード、７４…下段ダイオード、８０…Ｗ相直列回路、８１…上段ＦＥＴ、８２…下段ＦＥＴ、８３…上段ダイオード、８４…下段ダイオード、９１…直流電源、９２…接地点、１００…第１の閉回路、１１０…第２の閉回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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